Ученые смоделировали процесс происхождения жизни на Марсе

Американские исследователи выяснили, что когда-то климат на Марсе был теплым и влажным.

До сих пор многое о климате на Марсе оставалось не известным ученым. В частности, они не могли ответить на вопросы: «Как эволюционировала атмосфера на планете, чтобы поддерживать периоды тепла? Как долго длились эти самые периоды?» Непонятным для них оставался и момент, связанный с разнообразием, а порой и противоречием в химии минералов, обнаруженных марсоходами и орбитальными спутниками.

Последнее исследование пролило на все это свет. Оно показало, что выброс парниковых газов из вулканов и метеоритов привел к коротким периодам тепла, которые иногда перемежались в целом холодным ранним климатом на Марсе и резко меняли химию поверхности с течением времени. Эта изменчивая ранняя окружающая среда обеспечила бы как возможности, так и проблемы для любой микробной формы жизни, которая, возможно, появлялась на планете.

Марсоходы Curiosity и Opportunity обнаружили свидетельства того, что минералы с раннего Марса образовывались либо в сильно окисленной среде, то есть в среде с высоким содержанием кислорода, либо в сильно восстановленной — то есть в среде с низким содержанием кислорода. Эти наблюдения указывают на некоторое колебание между восстановительной и окислительной атмосферой. Вопрос в том, что вызвало эти колебания, и какое влияние они оказали на окружающую среду?

Модель, разработанная исследовательской группой сотрудников Гарвардского университета, университета Стоуни-Брук, Калифорнийского Технологического института, университета Брауна и НАСА, предсказывала холодный ранний марсианский климат со средней годовой температурой ниже минус 28 F.

Эти холодные периоды характеризовались большим количеством кислорода в атмосфере, что приводило к большому окислению поверхности. Парадоксально, но эти богатые кислородом среды не были благоприятны для ранней жизни, потому что пребиотическая химия не возникает в сильно окисляющихся средах.

Однако эти длительные периоды холода и окисления были прерваны, когда восстановительные парниковые газы, такие как водород, были введены в атмосферу из вулканов и метеоритов. Эти газы подавляли кислород и переводили атмосферу в восстановительное химическое состояние. Самые мощные эпизоды выброса согревали планету настолько, что на ее поверхности могли образовываться реки и озера, что объясняло образование речных дельт, подобных той, что была в кратере Иезеро.

Сочетание воды и химически восстановительной атмосферы делает эти периоды времени гораздо более проводящими к образованию пребиотических соединений, что имеет значение для поиска жизни.

Со временем водород вырвался из атмосферы в космос, а вода была разрушена ультрафиолетовым излучением, в результате чего кислород снова накапливался в атмосфере. Это остановило бы парниковый эффект и охладило бы планету до минусовой температуры. Любая жизнь, сформировавшаяся в этот период времени, была бы вынуждена укрыться в недрах.

«Динамическая природа ранней марсианской среды предполагает возможности для возникновения жизни во время теплых, влажных интервалов, когда условия сокращения благоприятствовали бы пребиотической химии. Но также и проблемы для сохранения поверхностной жизни перед лицом частых и со временем удлиняющихся интервалов в основном холодных и сухих окислительных сред», — приводит слова Робина Вордсворта, доцента наук об окружающей среде и инженерии в Гарвардской школе инженерных и прикладных наук Джона А. Полсона журнал Nature Geoscience.

Эта сложная и изменчивая картина раннего марсианского климата помогает объяснить ключевые особенности геологической и минеральной истории планеты, наблюдавшиеся предыдущими марсоходами, и предсказывает образование других минералов, которые могут быть проверены марсоходом.

Фото — mymsk.online